AW: Zeit und Zufall im Weltgefüge
hallo corsario,
passt schon irgendwie
ein atom ist ein gutes beispiel:
wir wissen, dass ein atom aus einem atomkern und einer elektronenhülle besteht
die elektronen fetzen um den kern herum
hauptsächlich die elektrostatische anziehung (in weit geringerem umfang aber natürlich auch gravitation) verhindert, dass die elektronen durch die fliehkraft wegbrausen
soweit stimmt deine vorstellung
aber anders als bei sonne und planeten, gibt es für elektronen im atom diskrete stabile energieniveaus, aber keine fixen bahnen
abgesehen von den mehr oder minder leichten ellipsenformen der planetenumlaufbahnen sind die ziemlich kreisförmig, und auf diesen bahnen bleiben die planeten auch (abgesehen von leichten drifts durch auf- bzw abnahme kinetischer energie und masseverlust der sonne)
die tatsächlichen bahnen von elektronen um den kern sind aber ganz und gar nicht so einfach bestimmbar
das orbitalmodell trägt diesem umstand rechnung
jedem atomar gebundenen elektron mit seiner haupt-, neben-, magnetischer und spinquantenzahl steht ein orbital (ein raumausschnitt) zur verfügung
diese orbitale unterscheiden sich in form und größe, je nach quantenzahlen und kernladungszahl
was aber das hierfür relevante ist:
das orbital eines elektrons ist jener raum, in dem es sich mit 90iger wahrscheinlichkeit aufhält
so haben wir es in der schule gelernt und so ist es gebräuchlich, halte aber einen zusatz für notwendig, der festhält, dass das orbital den kleinstmöglichen raum mit der summenaufenthaltswahrscheinlichkeit von 90% darstellt
ansonsten gäbe es unendlich viele lösungen mit den unterschiedlichsten formen
die mathematischen lösungen berücksichtigen das sehr wohl, nur geht diese äußerst sinnvolle berücksichtigung selten in die verbale definition von orbitalen ein...aber das nur nebenbei
zurück zum knackpunkt: diese 90% als wert für die summenaufenthaltswahrscheinlichkeit sind willkürlich gewählt
das heißt, die äußeren grenzen der orbitale sind keine physikalischen, sondern willkürlich definierte, ebenso ist das volumen eines orbitals eine direkte folge der willkürlichen definition
physikalisch gibt es für ein einzelnes atom keine definierte äußere grenze, bis zu der ein elektron maximal brausen könnte; und da das elektron ja teil des atoms ist, gibt es auch keine definierte größe eines atoms
mit gewisser endlicher (wenn auch mickriger) wahrscheinlichkeit könnte das elektron meilenweit vom kern entfernt sein; dann wäre demnach auch das atom meilengroß
nichtsdestotrotz werden in der literatur "atomradien" angegeben
diese werden aber hintenrum ermittelt: man "zählt" atome in einem bestimmten volumen und rechnet dann auf das volumen bzw den durchmesser des einzelnen atoms zurück
diesen wert als atomradius anzusehen, wie man es bei der größenbestimmung aus dem alltag kennt, gilt streng genommen aber nur, wenn man atome als starre kugeln ansieht, die einander nicht durchdringen können, was aber nicht zutrifft
lg,
Muzmuz
